KR20080101858A - 멀티홉 릴레이 시스템에서의 프레임 구성 방법 및 그 시스템 - Google Patents

멀티홉 릴레이 시스템에서의 프레임 구성 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 MMR 시스템에서의 프레임 구성 방법 및 그 시스템을 제공한다. 멀티홉 릴레이 시스템에서, 특정 계층의 중계국이 데이터를 수신하는 경우에는 상위계층과 하위계층 모두로부터 데이터를 수신하며, 데이터를 송신하는 경우에는 상위계층과 하위계층 모두에게 데이터를 송신함으로써 수신과 송신이 상호 독점배타적으로 이루어지며, 멀티홉 MMR 시스템에서도 간단하게 적용할 수 있다.

Description

멀티홉 릴레이 시스템에서의 프레임 구성 방법 및 그 시스템{Method for embodying frame in multi-hop relay system}
본 발명은 MMR 시스템에서의 데이터 송수신방법 및 그 프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3홉이상의 멀티홉 MMR 시스템의 기지국과 중계국 또는 중계국과 중계국간의 상호간의 데이터 송수신방법 및 그 프레임에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT전략기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-011-01, 과제명: 멀티홉 Wibro용 relay mesh 통신 시스템 개발].
일반적인 이동통신 시스템의 일반적인 중계국은 기지국신호를 수신하면서 단말기로 신호를 재전송하는 형태의 중계국이 많이 사용된다. 이러한 장치는 기지국 신호를 수신하면서 동시에 중계국 내의 단말기로 재전송함으로써 2개의 RF장치를 필요로 한다.
그리고, 일반적인 이동통신 시스템의 일반적인 중계국인 경우에는, 기지국으로부터 수신되는 신호에서 단말기 또는 하위계층의 중계국으로 재전송하는 신호 중 역유입되는 신호를 제거하기 위해서 간섭제거 기능을 추가하는 등의 많은 노력과 비용이 요구된다.
기지국의 신호를 복조 및 복호화 과정을 거친 후, 다시 변조 및 부호화 과정을 수행한 후, 중계국내의 단말기로 전송하거나, 하위 계층의 중계국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 MMR 시스템에서는 종래의 중계국 형태의 구성이 불가능하다. 또한 2홉 MMR 시스템의 뿐만 아니라 3홉 이상의 멀티홉 MMR 시스템에 적용하기에는 프레임 구성이 매우 복잡해지는 문제점을 안고 있다.
본 발명이 달성하고자 하는 기술적 과제는, 중계국 장치의 구조를 간단히 하면서도, 멀티홉 MMR 시스템에서 적용가능한 프레임 구성 방법 및 그 시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다중 계층의 멀티홉 릴레이 시스템에서 중계국의 프레임 구성 방법의 일 실시예는, 상기 중계국의 프레임을 상위 계층 및 하위 계층으로부터 동시에 데이터를 수신하는 수신구간으로 설정하거나, 상기 상위 계층 및 하위 계층으로 동시에 데이터를 전송하는 송신구간으로 설정하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 중계국이 기지국으로부터 홀수 번째 계층에 위치하는 경우, 하향링크 구간에서, 상기 중계국의 프레임을 상기 수신구간으로 설정하는 단계; 및 상향링크 구간에서, 상기 중계국의 프레임을 상기 송신구간으로 설정하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 중계국이 기지국으로부터 짝수 번째 계층에 위치하는 경우, 하향링크 구간에서, 상기 중계국의 프레임을 상기 송신구간으로 설정하는 단계; 및 상향링크 구간에서, 상기 중계국의 프레임을 상기 수신구간으로 설정하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다중 계층의 멀티홉 릴레이 시스템에서 중계국의 일 실시예는, 중계국은 프레임을 상위 계층 및 하위 계층으로부터 동시에 데이터를 수신하는 수신구간으로 설정하거나, 상기 상위 계층 및 하위 계층으로 동시에 데이터를 전송하는 송신구간으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 중계국이 기지국으로부터 홀수 번째 계층에 위치하는 경우, 하향링크 구간에서 상기 중계국의 프레임을 상기 수신구간으로 설정하고, 상향링크 구간에서 상기 중계국의 프레임을 상기 송신구간으로 설정한다.
바람직하게는, 상기 중계국이 기지국으로부터 짝수 번째 계층에 위치하는 경우, 하향링크 구간에서 상기 중계국의 프레임을 상기 송신구간으로 설정하고, 상향링크 구간에서 상기 중계국의 프레임을 상기 수신구간으로 설정한다.
본 발명에 따르면, 중계국 장치의 구조를 간단히 하면서도, 3홉 이상의 MMR 시스템에서도 적용이 가능한 프레임 구성 방법을 제공한다.
본 발명은 멀티홉 MMR 시스템에 적용될 수 있으며, 제 1 중계국은 기지국으로부터 신호를 수신하는 동시에 제 2 중계국으로부터도 신호를 수신하며, 제 1 중계국은 기지국으로 신호를 송신하는 동시에 제 2의 중계국으로도 신호를 송신하도록 프레임을 구성한다.
이러한 본 발명에 의한 MMR 프레임 구조는 중계국의 구성을 단순화할 수 있고, 또한 2홉 MMR 시스템뿐 아니라, 멀티홉 MMR 시스템에서도 적용이 가능하다.
이하, 첨부한 도면을 사용하여 본 발명인 MMR 시스템에서의 데이터 송수신방법 및 그 프레임을 상세히 설명한다.
도 1a는 2홉 MMR 시스템을 설명하기 위한 도면이며, 도 1b는 멀티홉 MMR 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a는 계층 1에 위치하는 제 1 중계국(이하, '제 1중계국'이라 한다.)(102)으로 구성되는 2홉 MMR 시스템을 보여주며, 도 1b는 계층 2에 위치하는 제 2 중계국(이하, '제 2 중계국'이라 한다.)(113)또는 그 이상 계층의 중계국이 존재하는 3홉 이상의 멀티홉 MMR 시스템을 보여준다.
MMR 시스템은 기지국(101, 111)과 기지국에 속한 단말기(103, 114), 제 1중계국(102, 112) 및 제 1 중계국에 속한 단말기(104, 115)를 포함할 수 있다.
멀티홉 MMR 시스템인 경우에는 제 2 또는 그 이상의 중계국(113)과 제 2 또는 그 이상의 중계국에 속한 단말기(116)를 더 포함할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 제 1 중계국(102)은 기지국(101)으로부터 수신한 신호를 복조 및 복호화를 수행하고, 다시 부호화 및 변조를 수행하여 중계국 내의 단말기(104)로 전송한다.
또한, 제 1 중계국(102)은 제 1 중계국(102)내의 단말기(104)의 신호를 수신하여 복조 및 복호화를 수행하고, 복호화된 신호를 다시 부호화 및 변조를 수행하여 기지국(101)으로 전송한다.
도 1b를 참조하면, 3홉 이상의 MMR 시스템인 경우에는, 제 1 중계국(112)은 기지국(111)으로부터 수신한 신호를 복조 및 복호화를 수행하고, 다시 부호화 및 변조를 수행하여 중계국(112)내의 단말기(115)와 하위계층의 중계국(113)로 전송한다.
또한, MMR 시스템에서 제 1 중계국(112)은 제 2 중계국(113)과 단말기(115)의 신호를 수신하여 복조 및 복호화를 수행하고, 복호화된 신호를 다시 부호화 및 변조를 수행하여 기지국(111)으로 전송하는 기능을 수행한다.
제 1 중계국(112)과 유사하게 MMR 시스템에서 제 2 중계국(113)은 제 1 중계국(112)로부터 수신한 신호를 복조 및 복호화를 수행하고, 복호화된 신호를 다시 부호화 및 변조를 수행한 후, 단말기(116) 또는 제 2 중계국(113) 내의 하위계층의 중계국으로 전송한다.
또한, 제 2 중계국(113)은 하위계층의 중계국의 신호를 복조 및 복호화를 수행하고, 복호화된 신호를 다시 부호화 및 변조를 수행하여 제 1 중계국(112)으로 전송한다.
종래에 일반적인 이동통신 시스템에서의 중계국은 기지국 신호를 수신하면서 동시에 단말기로 또는 하위계층의 중계국으로 신호를 전송함으로써 2개의 RF장치를 필요로 하였다.
도 2는 2홉 MMR 시스템에서 사용하는 기본적인 프레임구조를 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로 TDD(Time Division Duplex) 시스템에서 프레임은 기지국에서 신호를 송신하는 하향링크(DL: Down Link)구간과 기지국에서 신호를 수신하는 상향링크(Up Link)구간으로 나누어진다. 상향링크와 하향링크 사이에 TTG(Tx/Rx Transition Gap) 구간을 두어 스위칭 구간을 설정하며, 하향링크에서 상향링크구간으로의 전환시 RTG(Rx/Tx Transition Gap)구간을 두어 스위칭을 위한 구간을 설정한다. 또한 프레임의 전면부에는 단말기의 동기 획득, 기지국 구별 및 단말기의 채널 추정을 통한 동기 설정을 위한 프리엠블을 배치한다.
이러한 프레임 구성을 MMR 시스템에 적용하면 하향링크구간에는 기지국에서 중계국으로 신호를 송신하는 구간과, 상향링크구간에는 중계국에서 기지국으로 신호를 송신하는 구간을 추가할 수 있다.
도 2와 같은 기본적인 2홉 MMR 시스템의 프레임 구성을 멀티홉 MMR 시스템에 적용하기에는 프레임 구성이 매우 복잡해진다.
본 발명은 멀티홉 MMR 시스템에서 제 1 중계국은 기지국으로부터 신호를 수신하는 동시에 제 2 중계국으로부터도 신호를 수신하며, 제 1 중계국이 기지국으로 신호를 송신하는 동안에는 제 2의 중계국으로도 신호를 송신하도록 하여, 2홉 MMR 시스템뿐 아니라, 멀티홉 MMR 시스템에서도 간단하게 적용할 수 있는 데이터 송수신방법 및 그 프레임을 제안한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 MMR 시스템에서의 데이터 송수신방법을 설명하기 위한 도면이다. 기지국을 기준으로 하여, 도 3a는 기지국이 송신모드인 경우, 도 3b는 기지국이 수신모드인 경우이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 의한 데이터 송수신방법에 의하면, 기지국(301a, 301b)은 계층 1 중계국과 통신을 수행함에 있어, 기지국(301a, 301b)은 프레임의 특정구간(도 2의 203a)을 통해 제 1 중계국(311a,312a,311b,312b)으로 데이터를 전송(도 3a)하거나, 프레임의 특정구간(도 2의 204a)을 통해 제 1 중계국(311a,311b,312a,312b)으로부터 데이터를 수신(도 3b)하게 된다.
본 발명에 의하면 제 1 중계국(311a,311b,312a,312b)에서도 기지국(301a, 301b)과 유사하게 동작한다.
도 3a를 참조하면, 제 1 중계국(311a,312a)은 기지국(301a)으로부터 데이터를 수신하는 모드(상위계층수신구간:도 4의 405구간)인 경우에는, 하위계층의 제 2 중계국(321a, 322a)으로부터도 데이터를 수신하는 모드(하위계층수신구간)로 동작한다.
즉, 상위계층(기지국:301a)과 하위계층(제 2 중계국:321a, 322a) 모두로부터 데이터를 수신하는 모드(수신구간)로 동작한다.
이와 마찬가지로, 도 3b를 참조하면, 제 1 중계국(311b,312b)은 기지국(301a)으로 데이터를 송신하는 모드(상위계층송신구간:도 4의 406구간)인 경우에는, 하위계층의 제 2 중계국(321a, 322a)으로도 데이터를 송신하는 모드(하위계층송신구간)로 동작한다.
즉, 상위계층(기지국:301a)과 하위계층(제 2 중계국:321a, 322a) 모두에게 데이터를 송신하는 모드(송신구간)으로 동작한다.
일반적인 이동통신 시스템의 중계국은 기지국 신호를 수신하면서 동시에 중계국내의 단말기로 재전송을 수행하며, 이러한 방식은 중계국의 수신신호와 송신신호를 분리하기 위하여 많은 노력과 많은 비용이 요구된다.
본 발명은 중계국에서 데이터를 수신하는 경우에는 상위계층과 하위계층 모 두로부터 데이터를 수신하며, 데이터를 송신하는 경우에는 상위계층과 하위계층 모두에게 데이터를 송신하여 수신과 송신이 상호 독점배타적으로 이루어지는 것을 그 기술적 사상으로 하는 것으로서, 본 발명은 2홉 MMR 시스템뿐 아니라, 멀티홉 MMR 시스템에서도 간단하게 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 중계국이 여러계층에 존재하는 멀티홉 MMR 시스템의 경우에는, 제 1 중계국이 수신모드인 경우에는 모든 홀수번째 계층에 위치한 중계국(예를 들어, 제 3, 제 5, 제 7 중계국)은 수신모드로 동작하며, 동시에 모든 짝수번째 계층에 위치한 중계국(예를 들어, 제 2, 제 4, 제 6 중계국)은 송신모드로 동작하게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 멀티홉 MMR 시스템에서의 데이터 송수신방법에서 사용될 수 있는 MMR 프레임을 보여주기 위한 도면이다.
MMR 시스템의 기지국의 기준 프레임 구성에 있어, 하향링크구간은 기지국에서 단말기로 데이터를 전송하는 BM구간(401)과 기지국에서 제 1 중계국으로 신호를 전송하는 BR구간(403)으로 구성된다.
또한, 상향링크구간은 단말기가 기지국으로 신호를 전송하는 MB구간(402)과 제 1 중계국에서 기지국으로 신호를 전송하는 RB구간(404)으로 구성된다.
우선, 기지국이 데이터를 송신하는 경우를 설명하도록 한다.
기지국이 제 1 중계국으로 데이터를 송신하는 BR(BS_TX:403)구간에서는 제 1 중계국은 데이터를 수신하기 위한 수신구간(RS1_RX:405)으로 설정된다.
제 1 중계국이 기지국으로부터 데이터를 수신하는 수신구간(RS1_RX:405)에 제 2 중계국은 송신구간(RS2_TX:407)으로 설정된다.
기지국에서 중계국으로 데이터를 전송하기 위한 BR구간(BS->RS1:403)에서 제 1 중계국은 수신모드(상위계층수신구간)로 동작하는 경우에는, 제 2 중계국은 송신모드로 동작하여 필요한 데이터를 상위 계층인 제 1 중계국으로 전송하거나, 제 3 중계국(다음 하위계층의 중계국)으로 전송한다.
둘째로, 기지국이 데이터를 수신하는 경우를 설명하도록 한다.
기지국이 제 1 중계국으로부터 데이터를 수신하는 RB(BS_RX:404)구간에 제 1 중계국은 데이터를 송신하기 위한 송신구간(RS1_TX:406)으로 설정된다.
제 1 중계국이 기지국으로 데이터를 송신하는 송신구간(RS1_TX:406)에 제 2중계국은 수신구간(RS2_RX:408)으로 설정하여 제 1 중계국의 데이터를 하위계층인 제 2 중계국으로 전송한다.
제 1 중계국은 상위계층인 기지국과 하위계층인 제 2 중계국 모두에게 동시에 데이터를 송신하는 방식으로 MMR 시스템의 프레임을 구성한다.
본 발명에 의한 MMR 프레임 구성은 모든 홀수번째 계층의 중계국의 프레임 구성을 동일하게 설정하고 또한 모든 짝수번째 계층의 중계국의 프레임을 구성을 동일하게 설정함으로써 멀티홉 MMR 시스템에서도 적용이 가능하다.
결과적으로 기지국과 중계국간의 통신 및 중계국과 중계국간의 통신을 수행할 때, 모든 홀수번째 중계국은 동시에 송신모드로 동작하고 모든 짝수번째 중계국은 동시에 수신모드로 동작하거나, 모든 홀수번째 중계국은 동시에 수신모드로 동작하고 모든 짝수번째 중계국은 동시에 송신모드로 동작한다.
이처럼 본 발명에 의하면, RF장치를 간단하게 구성할 수 있음으로 별도의 간섭제거를 위한 기능들이 필요하지 않다. 또한 본 발명은 2홉 MMR 시스템뿐 아니라 멀티홉 MMR 시스템에서도 쉽게 적용 가능하다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 특허에서는 기존 시스템의 프레임구조에서 추가되는 기지국과 중계국 또는 중계국과 중계국간의 통신을 위한 프레임 구성에 대해서만 논의한다. 이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 2홉 MMR(mobile multi-hop relay) 시스템을 설명하기 위한 도면이며, 도 1b는 3홉 이상인 MMR 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 MMR 시스템에서 사용하는 기본적인 프레임구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 MMR 시스템에서의 데이터 송수신방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 멀티홉 MMR 시스템에서의 데이터 송수신방법에서 사용될 수 있는 MMR 프레임을 보여주기 위한 도면이다.

Claims (1)

  1. 다중 계층의 멀티홉 릴레이 시스템에서 중계국의 프레임 구성 방법.
KR1020080110500A 2006-11-10 2008-11-07 멀티홉 릴레이 시스템에서의 프레임 구성 방법 및 그 시스템 KR20080101858A (ko)

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